JP2009243634A - Hydraulic shock absorber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄道車両、建物等の水平動を抑える水平動ダンパとして用いられる複筒式横置き液圧緩衝器に関する。 The present invention relates to a double-cylinder horizontal hydraulic shock absorber used as a horizontal motion damper that suppresses horizontal motion of railway vehicles, buildings, and the like.
横置きの液圧緩衝器衝器では、取付姿勢が水平になっていることから、気体(空気)が抜けにくいという制約があり、空気を抜くための特別の工夫が必要になる。たとえば、特許文献1に記載のものでは、外筒内に同心に配置された内筒の両端部の上部側に空気抜き兼減衰力発生用オリフィスを設け、該内筒の両端部が嵌合される端板(前蓋、底板)の凹部内周面に前記オリフィスに通じる環状溝(環状通路)を形成し、前側端板の下部側に前記環状溝を内筒と外筒との間の環状のリザーバの下部側へ連通させる孔(連通孔)を設け、前記内筒内の油室(液室)の上部側隅部に滞留した空気を前記オリフィス、環状通路および連通孔を経てリザーバの下部側へ排出させるようにしている。
In the horizontal hydraulic shock absorber impactor, since the mounting posture is horizontal, there is a restriction that gas (air) is difficult to escape, and a special device for extracting air is required. For example, in the device described in
しかしながら、上記した特許文献1に記載の空気抜き機構によれば、オリフィス以外の周辺から環状通路に作動液が流入すると、該オリフィスの減衰力発生効果が失われるため、前記環状通路の両側を完全にシールする必要がある。この場合、環状通路の両側に2つのシール部材が配置されるため、該シール部材の設置スペース分、オリフィスを内筒の先端から離して設けなれければならず、これに伴って内筒内の液室の上部側隅部に滞留する空気が抜けにくい、という問題があった。
However, according to the air vent mechanism described in
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、オリフィスの減衰力発生効果を失わせることなく内筒内からリザーバへ円滑に気体を排出させることができるように、もって減衰性能の安定維持に大きく寄与する複筒式横置き液圧緩衝器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the problem is that the gas can be smoothly discharged from the inner cylinder to the reservoir without losing the effect of generating the damping force of the orifice. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a double-cylinder horizontal hydraulic shock absorber that greatly contributes to stable maintenance of damping performance.
上記課題を解決するため、第1の発明は、同心に配置した外筒および内筒の両端を端板により閉鎖して、両者の間を液体と気体を封入した環状のリザーバとして構成し、前記内筒の少なくとも一端部と前記端板との嵌合部の周りに、取付状態で上部側となる前記内筒内の液室の隅部に滞留した気体を前記リザーバへ逃がす環状通路および減衰力発生用オリフィスを配設した複筒式横置き液圧緩衝器において、前記環状通路は、前記内筒の端部の上方側部位と前記端板の嵌合部の凹部底との間に設けた連通路によって該内筒内の液室に連通されており、前記オリフィスは、前記端板の常時液中なる部位に前記環状通路および前記リザーバに連通して配置されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the first invention is configured as an annular reservoir in which both ends of an outer cylinder and an inner cylinder arranged concentrically are closed by an end plate, and a liquid and a gas are enclosed between the two. An annular passage and a damping force for letting the gas staying in the corner of the liquid chamber in the inner cylinder on the upper side around the fitting portion between at least one end of the inner cylinder and the end plate to the reservoir In the multi-cylinder horizontal hydraulic shock absorber provided with the generating orifice, the annular passage is provided between an upper portion of the end portion of the inner cylinder and a concave bottom of the fitting portion of the end plate. The orifice is communicated with a liquid chamber in the inner cylinder by a communication passage, and the orifice is disposed in a portion of the end plate that is always in liquid and is in communication with the annular passage and the reservoir.
また、第2の発明は、第1の発明と同様の複筒式横置き液圧緩衝器において、前記環状通路は、前記内筒の端部の上方側部位で、前記端板の嵌合部の凹部底に配置した板状リングに設けた切欠によって該内筒内の液室に連通されており、前記オリフィスは、前記端板の常時液中となる部位に前記環状通路および前記リザーバに連通して配置されることを特徴とする。 Further, the second invention is the same as the first invention in the double-cylinder horizontal hydraulic shock absorber, wherein the annular passage is an upper portion of the end portion of the inner cylinder, and the fitting portion of the end plate The orifice communicates with the liquid chamber in the inner cylinder by a notch provided in a plate-like ring disposed at the bottom of the recess, and the orifice communicates with the annular passage and the reservoir at a portion of the end plate that is always in liquid. It is characterized by being arranged.
第1の発明によれば、オリフィスの減衰力発生効果を失わせることなく内筒内からリザーバへ円滑に気体を排出させることができるので、減衰性能の安定維持に大きく寄与するものとなる。 According to the first invention, the gas can be smoothly discharged from the inner cylinder to the reservoir without losing the effect of generating the damping force of the orifice, which greatly contributes to the stable maintenance of the damping performance.
また、第2の発明によれば、上記第1の発明の効果に加え、端板および内筒とは別体の板状リングに連通路としての切欠を設けるので、端板または内筒に切欠を形成する面倒な加工が不要になる利点がある。 According to the second invention, in addition to the effects of the first invention, the notch as the communication path is provided in the plate-like ring separate from the end plate and the inner cylinder, so that the notch is formed in the end plate or the inner cylinder. There is an advantage that the troublesome processing to form is unnecessary.
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1および2は、本発明の第1の実施形態としての複筒式横置き液圧緩衝器を示したものである。本液圧緩衝器は、鉄道車両用の台車ヨーダンパ(オイルダンパ)として供されるもので、同心に配置した外筒1および内筒2の両端を共通の端板3、4により閉鎖して、両者の間を環状のリザーバ5として構成している。なお、説明の便宜のため、以下では図中左側を前側、右側を後側としてそれぞれ記載する。本実施形態において、後側の端板4は、外筒1の後端を閉鎖する主蓋部材4aと内筒2の後端を閉鎖する副蓋部材4bとの分割構造となっている。前側端板3と後側端板4を構成する副蓋部材4bには凹部6、7が設けられており、内筒2は、その両端部を各凹部6、7に底付きとなるまで嵌入させた状態で該前後端板3、4に嵌合支持されている。
1 and 2 show a multi-cylinder horizontal hydraulic shock absorber as a first embodiment of the present invention. This hydraulic shock absorber is provided as a railway vehicle yaw damper (oil damper), and both ends of the
内筒2には、ピストン8が摺動可能に配設されており、このピストン8に一端が連結されたピストンロッド9の他端部が、前側端板3を液密に挿通して外部へ延ばされている。内筒2内は、前記ピストン8によって2つの油室(液室)10、11に区画されており、両油室10、11には作動油(作動液)が封入されている。なお、この作動油はリザーバ5にも部分的に封入されている。ピストン8には、ピストンロッド9の縮み行程時、伸び行程時にそれぞれ減衰力を発生するリリーフ弁(調圧弁)12、13が配設されている。さらに、後側の端板4(副蓋部材4b)には、後側の油室(反ロッド側油室)11内の圧力に応じて開弁し該油室11内の作動油をリザーバ5の下方側領域へ逃がす高圧リリーフ弁14とリザーバ5から反ロッド側油室11への作動油の流通のみを許容する逆止弁15とが配設されている。
A
このような台車ヨーダンパ(液圧緩衝器)は、そのピストンロッド9の先端部に固設したブラケット16と後側の端板4に固設したブラケット17とを介して台車と車体との間に、図示のように横置き状態で取付けられる。したがって、以下では、図の上側を上方側または上部側、図の下側を下方側または下部側とそれぞれ呼ぶこととする。なお、ピストンロッド9側のブラケット16には、ピストンロッド9の周りを覆う筒状カバー18が取付けられている。
Such a carriage yaw damper (hydraulic shock absorber) is provided between the carriage and the vehicle body via a
上記内筒2の両端部を受入れる前後端板3、4の凹部6、7の内周面には、内筒2の外周面との間に環状通路Sを形成する環状溝20、20´が設けられている。各環状溝20、20´は、対応する凹部6、7の底に近接して設けられている。また、各端板3、4の凹部6、7底の上方側隅部には、前記環状通路Sを内筒2の前側油室(ロッド側油室)10、反ロッド側油室11にそれぞれ連通する連通路Tを形成する切欠21、21´が設けられている。さらに、前側端板3の下方側部位には、環状通路Sを前記リザーバ5の下方側領域に連通する連通孔22が設けられており、この連通孔22の、リザーバ5側の開口端部には軸心部にオリフィス23を有するプラグ部材24が装着されている。一方、後側端板4の下方側部位には、環状通路Sをリザーバ5の下方側領域に連通するオリフィス23´が設けられている。すなわち、内筒2内の各油室10、11の上方側領域とリザーバ5の下方側領域との間は、内筒2の端部と端板3、4との嵌合部の周りに配設した切欠21、21´(連通路T)、環状溝20、20´(環状通路S)およびオリフィス23、23´を通じて相互に連通されている。
On the inner peripheral surface of the
また、内筒2の両端部を受入れる前後端板3、4の凹部6、7の内周面には、前記環状溝20,20´よりも開口側に位置して他の環状溝25、25´が形成されている。各環状溝25、25´には前後端板3、4の凹部6、7の内周面と内筒2の外周面との間(嵌合隙間)をシールするシール部材26、26´が装着されている。これにより、内筒2と前後端板3、4との嵌合隙間を通じてリザーバ5と環状通路Sとの間で流体移動が起こることが規制される。
Further, on the inner peripheral surfaces of the
以下、上記のように構成した第1の実施形態の作用を説明する。
本複筒式液圧緩衝器は、前記したように台車と車体との間にように横置きに取付けられており、台車と車体とが水平方向へ相対移動すると、ピストンロッド9が伸縮動作する。そして、ピストンロッド9の伸び行程時には、ピストン8に設けた一方の調圧弁13を経てロッド側油室10の作動油が反ロッド側油室11へ流動し、これに応じて伸び側の減衰力が発生する。また、ロッド側油室10内の作動油が、連通路T(切欠21)から環状通路S(環状溝20)内に流入し、さらにオリフィス23を通じてリザーバ5内へ排出され、これに応じて伸び側の減衰力が発生する。このとき、ロッド側油室10内の上部側隅部に空気A(図2に点線で囲んで示す)が滞留していると、該空気Aが作動油と一緒に連通路Tから環状通路S内に流入し、さらにオリフィス23を経てリザーバ5の下方領域へ排出される。したがって、連通通路T、環状通路Sおよびオリフィス23は伸び行程の空気抜き機構を構成する。この伸び行程時には、ピストンロッド9の退出分の作動油が後側の端板4に設けた逆止弁(吸込み弁)15を経てリザーバ5から反ロッド側油室11へ補給される。なお、空気Aは、窒素ガス等の他の気体と置換される場合がある。
Hereinafter, the operation of the first embodiment configured as described above will be described.
As described above, the double-cylinder hydraulic shock absorber is mounted horizontally between the carriage and the vehicle body. When the carriage and the vehicle body move relative to each other in the horizontal direction, the
一方、ピストンロッド9の縮み行程時には、ピストン8に設けた他方の調圧弁12を経て反ロッド側油室11の作動油がロッド側油室10へ流動し、これに応じて縮み側の減衰力が発生する。また、反ロッド側油室11内の作動油が、連通路T(切欠21´)から環状通路S(環状溝20´)内に流入し、さらにオリフィス23´を通じてリザーバ5内へ排出され、これに応じて縮み側の減衰力が発生する。このとき、反ロッド側油室11内の上部側隅部に空気(図示略)が滞留していると、該空気が作動油と一緒に連通路Tから環状通路S内に流入し、さらにオリフィス23´を経てリザーバ5の下方領域へ排出される。したがって、連通路T、環状通路Sおよびオリフィス23´は縮み行程の空気抜き機構を構成する。なお、この縮み行程時には、ピストンロッド9の進入分の作動油が後側の端板4に設けた高圧リリーフ弁14を経て反ロッド側油室11からリザーバ5へ排出され、この際も減衰力が発生する。
On the other hand, during the contraction stroke of the
上記のように構成した複筒式横置き液圧緩衝器においては、空気抜き用の各環状通路Sが、前・後側端板3、4の凹部6、7の底に設けた切欠21、21´(連通路T)を経て内筒2内の油室10、11に連通しているので、内筒2内の油室10、11の上部側隅部に滞留する空気は円滑に環状通路Sに流入して、リザーバ5へ排出される。
In the multi-cylinder horizontal hydraulic shock absorber configured as described above, each annular passage S for venting air has
また、各環状通路Sを形成する環状溝20、20´が凹部6、7の底に近接して配置され、しかも、用いるシール部材26、26´は1つだけとなっているので、前・後側端板3、4と内筒2との嵌合部の長さは、前記した特許文献1に記載の発明におけるそれよりも短縮可能となる。そして、前・後側端板3、4と内筒2との嵌合長が短縮することにより、前・後側端板3、4の小型軽量化が可能になり、その製造に要する材料費も低減する。
In addition, the
本第1の実施形態においては特に、オリフィスの1つ23を端板3と別体のプラグ部材24に設けているので、その加工は容易となるばかりか、精度の確保も容易となり、結果として本液圧緩衝器の製造性が向上する。
Particularly in the first embodiment, since one of the
ところで、この種の複筒式横置き液圧緩衝器は、台車用ブラケット16側がわずか上方傾斜するように台車と車体との間に配置される場合が多い。この場合、内筒2内に残留する空気は、その大部分がピストンロッド9の伸縮動に伴ってロッド側油室10の上部側隅部に滞留するようになる。したがって、このように傾斜配置する場合は、少なくとも連通路T(切欠21)、環状通路S(環状溝20)およびオリフィス23を含む伸び行程の空気抜き機構があればよく、切欠21´、環状溝20´およびオリフィス23´を含む縮み行程の空気抜き機構は省略することができる。
By the way, this type of multi-cylinder horizontal hydraulic shock absorber is often disposed between the carriage and the vehicle body so that the
図3および4は、本発明の第2の実施形態としての複筒式横置き液圧緩衝器を示したものである。本第2の実施形態の特徴とするところは、前記した前後端板3、4の凹部6、7の内周面と内筒2の外周面との間の空気抜き用環状通路Sを、内筒2の端部外周面に設けたテーパ部30を利用して形成した点にある。なお、本複筒式横置き液圧緩衝器の基本構造および作用効果は、上記第1の実施形態と同様であるので、本第2の実施形態を含め、以下の実施形態では、同一構成要素に同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、伸び行程および縮み行程の空気抜き機構に対する構造変更は同じであるので、本第2の実施形態を含め、以下の実施形態では、前側の伸び行程の空気抜き機構のみを図示することとする。
3 and 4 show a double-cylinder horizontal hydraulic shock absorber as a second embodiment of the present invention. The feature of the second embodiment is that an air vent annular passage S between the inner peripheral surface of the
本第2の実施形態においては、環状通路Sを内筒2の端部に設けたテーパ部30を利用して形成しているので、前後端板3、4の凹部6、7の内周面に対する溝加工(環状溝10、10´の加工)が不要になり、加工コストが低減する。
In the second embodiment, since the annular passage S is formed by using the tapered
図5および6は、本発明の第3の実施形態としての複筒式横置き液圧緩衝器を示したものである。本第3の実施形態の特徴とするところは、前記空気抜き用環状通路Sを内筒2内の油室10、11に連通させる連通路Tを、内筒2の端部の円周方向の一箇所に設けた切欠31内に設定した点にある。本第3の実施形態においては、内筒2に連通路Tとしての切欠31を設けるので、第1の実施形態のように前後端板3、4の凹部6、7の底に切欠21、21´を設ける場合よりも加工は簡単になり、加工コストは低減する。
5 and 6 show a multi-cylinder horizontal hydraulic shock absorber as a third embodiment of the present invention. A feature of the third embodiment is that the communication passage T that communicates the air vent annular passage S with the
図7および8は、本発明の第4の実施形態としての複筒式横置き液圧緩衝器を示したものである。本第4の実施形態の特徴とするところは、前記空気抜き用環状通路Sを内筒2内の油室10、11に連通させる連通路Tを、前後端板3、4の凹部6、7の底に配置した別体の板状リング32に設けたU字状の切欠33内に設定した点にある。本第4の実施形態においては、端板3、4および内筒2とは別体の板状リング32に連通路Tとしての切欠33を設けるので、前後端板3、4の凹部6、7の底に切欠21、21´を設ける場合(第1の実施形態)よりはもちろん、内筒2の端部に切欠31を設ける場合(第2の実施形態)よりも加工は簡単になり、加工コストはより一層低減する。
7 and 8 show a multi-cylinder horizontal hydraulic shock absorber as a fourth embodiment of the present invention. A feature of the fourth embodiment is that the communication passage T for communicating the air vent annular passage S with the
図9は、本発明の第5の実施形態としての複筒式横置き液圧緩衝器を示したものである。本第5の実施形態の特徴とするところは、前記空気抜き用環状通路Sを内筒2内の油室10、11に連通させる連通路Tを、内筒2の端部に形成した貫通孔34内に設定した点にある。貫通孔34は、できるだけ大きな口径とすると共に、できるだけ内筒2の先端に接近して形成する。本第5の実施形態においては、内筒2に口径の大きい貫通孔34を設けるので、前記した特許文献1に記載の発明におけるように内筒に小口径のオリフィスを設ける場合よりも加工は簡単となる。
FIG. 9 shows a multi-cylinder horizontal hydraulic shock absorber as a fifth embodiment of the present invention. The feature of the fifth embodiment is that a through-
図10および11は、本発明の第6の実施形態としての複筒式横置き液圧緩衝器を示したものである。本第6の実施形態の特徴とするところは、上記第5の実施形態において、前記した空気抜き用環状通路Sを、内筒2の端部外径を縮径させた縮径部35の外周面と前後端板4、5の凹部6、7の内周面との間に設定した点にある。本第6の実施形態においては、環状通路Sを内筒2の端部に設けた縮径部35を利用して形成しているので、前後端板3、4の凹部6、7の内周面に対する溝加工(環状溝10、10´の加工)が不要になり、第5の実施形態よりも加工コストが低減する。
10 and 11 show a multi-cylinder horizontal hydraulic shock absorber as a sixth embodiment of the present invention. The feature of the sixth embodiment is that in the fifth embodiment, the above-described air vent annular passage S has the outer peripheral surface of the reduced
1 外筒、 2 内筒
3、4 端板、 5 リザーバ
6、7 端板の凹部
8 ピストン、 9 ピストンロッド
10、11 内筒内の油室(液室)
12、13、14 リリーフ弁(調圧弁)
20、20´ 環状溝(環状通路)
21、21´ 切欠(連通路)
22 連通孔
23、23´ オリフィス
24 プラグ部材
26、26´ シール部材
30 内筒のテーパ部(環状通路)
31 内筒の切欠(連通路)
32 リング状部材
33 切欠(連通路)
35 内筒の縮径部(環状通路)
34 内筒の貫通孔(連通路)
A 空気(気体)
S 環状通路
T 連通路
DESCRIPTION OF
12, 13, 14 Relief valve (pressure regulating valve)
20, 20 'annular groove (annular passage)
21, 21 'Notch (communication path)
22
31 Inner tube notch (communication path)
32 Ring-shaped
35 Diameter reduction part of inner cylinder (annular passage)
34 Inner cylinder through hole (communication path)
A Air (gas)
S annular passage T communication passage
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